[實用新型]具有涂層化和織構化的銷構件的緊固件

有效

• 申請號: 201520721902.4
• 申請日: 2015-09-17
• 公開（公告）號: CN205013478U
• 公開（公告）日: 2016-02-03
• 發明（設計）人: M·卡馬爾;L·海洛克;H·穆拉茲莫格魯;A·利布舍爾;G·里扎;R·品海羅
• 申請（專利權）人: 美鋁公司
• 主分類號: F16B35/00
• 分類號: F16B35/00;F16B41/00
• 代理公司: 北京市聯德律師事務所 11361
• 代理人: 王屹東

相關申請的交叉引用

本申請與共同擁有的、未審決的美國臨時專利申請No.62/051,602有關并要求該美國臨時專利申請的權益，該美國臨時專利申請于2014年9月17日提交，名稱為“具有涂層化和織構化的銷構件的緊固件(FASTENERWITHCOATEDANDTEXTUREDPINMEMBERS)”，其全部內容在此通過引用整體并入本文。

技術領域

本實用新型涉及緊固件，更具體地說，是涉及具有涂層化和/或織構化的銷構件的緊固件。

背景技術

連續纖維增強復合材料在主要的和次要的飛機組件中被廣泛使用以適用主要關注質量輕、更高的強度和耐蝕性的多種應用。復合材料典型地由在某些方向取向并環繞在支持性聚合物基質中的細碳纖維構成。因為多層復合材料以多種角度被布置，并取決于主要的負載的方向，所合成的結構通常是高度各向異性和異質的堆積層狀結構。復合結構的重要部分被構造成近凈成形，但復合結構得鉆孔以便有利于使用機械緊固件連接組件。與在鋁或鋼上鉆緊固孔相比，在復合材料上鉆緊固孔不具有均勻性，因為個別碳纖維在不規則的角度斷裂并在緊固件和孔之間構成了微孔。隨著剪切工具磨低，表面碎屑增加，毛邊纖維或樹脂和分層的量增加。包含這些缺陷的復合材料微結構被稱作“加工引起的微織構”。

除了它們的加工挑戰，與金屬結構相比，飛機中的復合結構更易受雷擊損害。諸如鋁的金屬材料導電性很好，并且能夠消散雷擊引起的電流。碳纖維在抗電流的流動方面比鋁高100倍。類似地，環氧樹脂常被用作連接碳纖維的基質，它的電阻比鋁的電阻高100萬倍。飛機的復合結構斷面通常表現得類似于各向異性導電體。因此，由于碳纖維和環氧樹脂本身的高電阻，多層的構造以及該結構的各向異性的本質，復合結構的雷電保護更加復雜。據估算，每年每架服役的商用飛機平均被雷擊至少一次。飛機在雷雨或者雷雨周圍飛行經常會遭受直擊雷以及旁側閃擊，這可能在飛機上產生電暈和流光。在這種情況下，閃電放電通常在飛機上產生，并從飛機向外延伸。當發生放電時，附著點從飛機的頭部移動并進入不同的平衡飛機蒙皮的嵌板。放電通常穿過飛機的尾翼而離開飛機結構。

保護飛機燃料系統免于因閃電而導致燃料蒸汽點燃甚至是更加至關重要的。因為商用飛機含有相對大量的燃料，也包含非常敏感的電子設施，為了確保運行，所以要求它們符合特定的一組與雷擊保護有關的規定。眾所周知的是，緊固件通常是用于將閃電流從飛機蒙皮導通到諸如翼梁或翼肋等的支撐結構的主要路徑，并且緊固件主體和上述結構的部件之間的不良電接觸能夠導致有害的緊固件電弧或電火花。

為了避免在緊固件/復合結構界面上發生潛在的點火，一些飛機使用與緊固孔緊密接觸的緊固件。已經知道的是，裸露的金屬緊固件和復合結構上的孔之間的緊密接觸是電流消散的最佳條件。一種實現緊固件-復合材料孔之間緊密性的方式是使用有套筒的緊固件。這種方式包含首先將緊密配合的套筒插入到孔中。然后將過盈配合的銷牽拉入套筒中。這使套筒膨脹以使它與復合結構中的孔壁接觸。雖然套筒實質上減少了緊固件和復合結構之間的間隙，但是它不能消除由于鉆孔引起的橫跨復合材料內孔表面的織構的存在所產生的小間隙。這種加工所引起的織構也使得額外的密封劑和絕緣材料陷入其中，從而抑制了套筒和孔之間的緊密接觸。隨著切割工具磨損，這種情況變得更糟，從而導致更多且更大的加工引起的缺陷。

為了避免這種情況，所述電流必須通過垂直于緊固孔的碳纖維消散。如果緊固件沒有與孔的內側緊密接觸，那么瞬時熱能使間隙中的空氣/金屬蒸汽離子化，并產生以火花形式噴出的電弧等離子體。金屬緊固件本身的高導電性與飛機構造中所使用的大量緊固件結合導致了閃電附著到緊固件的可能性增大。

實用新型內容

本實用新型所解決的技術問題是提供一種具有能夠保護飛機或其他結構免受其上雷擊影響的緊固件。